Obliczanie Minimalnej Częstotliwości Fali Jonizacji Atomu Wodoru
- Szczegóły
W laboratorium fizycznym przeprowadzono doświadczenia, podczas których zaobserwowano dyfrakcję wiązek: światła, elektronów, neutronów. Europejskie Laboratorium Fizyki Cząstek Elementarnych CERN znajduje się na granicy francusko-szwajcarskiej niedaleko Genewy.
Po analizie widma gwiazdy i widm emisyjnych atomów stwierdzono, że w składzie chemicznym gwiazdy występują atomy wodoru i helu. Stwierdzenie, że w widmie gwiazdy pojawiają się linie charakterystyczne dla atomów wodoru i helu. Wyjaśnienie na czym polega analiza widmowa.
W najnowszych nagrywarkach i odtwarzaczach stosuje się tzw. błękitny laser (Blue Ray). Dotychczas w urządzeniach tych wykorzystywano lasery czerwone, które emitują fale o długości 605 nm. Wiązkę światła z błękitnego lasera skierowano prostopadle na siatkę dyfrakcyjną, na której wykonano 500 szczelin na 1 mm długości siatki.
Do sprawdzania banknotów stosuje się lampę wysyłającą promieniowanie ultrafioletowe o mocy 4 W i długości fali 312 nm.
Na przedstawionym rysunku na osi pionowej odłożono energię elektronu w atomie wodoru.
Przeczytaj także: Znaczenie wilgotności równoważnej
Na skutek pochłonięcia fotonu przez atom wodoru elektron przeszedł z orbity pierwszej, odległej od jądra o w przybliżeniu 50 pm, na orbitę drugą.
Elektron w atomie wodoru przechodzi ze stanu energetycznego opisanego liczbą kwantową n = 3 do stanu podstawowego. W wyniku tego przejścia emitowany jest foton.
Oblicz energię emitowaną przez atom wodoru podczas przeskoku elektronu z orbity czwartej na orbitę drugą.
Elektron w atomie wodoru przechodzi z orbity drugiej na pierwszą. Oblicz energię emitowanego fotonu.
Przedstaw na wykresie związek energii atomu wodoru z promieniem orbity.
Przeczytaj także: Wpływ rozcieńczenia na pH
Pewne jądro atomowe X znajdujące się w stanie o najniższej energii przechodzi do stanu wzbudzonego X* (tzn. stanu o większej energii) na skutek pochłonięcia kwantu promieniowania elektromagnetycznego.
Elektron w atomie wodoru znajdował się na trzecim poziomie energetycznym (n = 3). Na ten elektron padł foton o częstotliwości f = 2,33·1014 Hz. Ten foton został całkowicie pochłonięty przez elektron, w wyniku czego elektron przeszedł z poziomu n = 3 na wyższy poziom energetyczny.
Na metalową płytkę padł foton o energii 4,6 eV. Ten foton został całkowicie pochłonięty przez elektron znajdujący się w paśmie przewodnictwa tego metalu. W wyniku tego elektron został wybity z powierzchni metalu, a jego energia kinetyczna w chwili tuż po opuszczeniu metalu wynosiła 0,4 eV.
Energia fotonu padającego na płytkę metalową jest czterokrotnie większa od pracy wyjścia elektronu z tego metalu.
Aby obliczyć minimalną częstotliwość fali potrzebną do jonizacji atomu wodoru, musimy zrozumieć proces jonizacji. Jonizacja zachodzi, gdy energia fotonu jest wystarczająca, aby usunąć elektron z atomu. Energia ta musi być co najmniej równa energii jonizacji.
Przeczytaj także: Wzory na wilgotność względną
Minimalną wartość pędu fotonu, który padając na wykonaną z cezu katodę fotokomórki spowoduje przepływ prądu, można obliczyć znając pracę wyjścia dla cezu.
W szklanej bańce próżniowej umieszczono dwie metalowe płytki (P i Q) wykonane z tego samego materiału, które połączono ze źródłem napięcia tak, jak pokazano na rysunku obok. W obwód włączono czuły amperomierz. Należy obliczyć maksymalną długość fali promieniowania, które może spowodować przepływ prądu w przedstawionym obwodzie.
tags: #oblicz #minimalna #częstotliwość #fali #jonizacja #atomu
